EP1023132B1 - Hydraulic drive system for forging press or forging machine slides - Google Patents
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- EP1023132B1 EP1023132B1 EP98955381A EP98955381A EP1023132B1 EP 1023132 B1 EP1023132 B1 EP 1023132B1 EP 98955381 A EP98955381 A EP 98955381A EP 98955381 A EP98955381 A EP 98955381A EP 1023132 B1 EP1023132 B1 EP 1023132B1
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- B21J7/22—Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers
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- B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
- B21J7/02—Special design or construction
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic drive system, as for the plunger of Multi-ram forging machines is known from DE-A2-38 03 632.
- the one each Tool-bearing plungers are designed as pistons on the tool opposite side with a pressure valve and a valve seat subsequent central flow hole are provided with side channels one is connected via a drain line to keep the chamber depressurized, one of an actuator-controlled valve tappet cooperates with the valve seat on the piston and controls the piston stroke.
- the pistons are designed as differential pistons and on their piston ring surface constantly acted upon by the pressure medium in the retreat direction. This The drive system is characterized by high dynamics and low construction costs.
- this drive system is suitable for use high - speed forging presses, which are used as a replacement for forging hammers Should reach 180 to 240 strokes per minute. This is opposed to the fact that Forging presses must be designed for much larger strokes than the relative short-stroke forging machines, with which the axial length of the drive system and the ram mass increase accordingly.
- the object of the invention is the drive system known from DE-A2-38 03 632 to improve an application on high-speed forging presses. To the solution this task is a reduction in the axial length of the drive system Aimed at reducing its mass and is characterized by its distinctive features of claim 1 achieved.
- the forging press consists of a fixed lower traverse 1, also one fixed upper cross member 2 and these connecting columns 3.
- the cross member 1 carries a lower saddle 4 which is opposed by a movable upper saddle 5.
- The is moved Upper saddle 5 from a piston 6, which is connected to an upper plate 7 on which the Upper saddle 5 is attached.
- a cylinder 8 guiding the piston 6 is fixed in the upper one Traverse 2 used and provided with a bush 9 for guiding the piston 6.
- the piston 6 in the cylinder 8 can be acted upon via a pressure medium supply line 10 in the cylinder cover 11.
- the cylinder 8 and the cylinder cover 11 are by tie rods 27 connected to the upper cross member 2.
- Retraction cylinders 12 are used for the return stroke Plunger 13 is provided, with the retraction cylinder 12 in the upper Support crossbar 2 and the plungers 13 act against yokes 15.
- the plungers 13 in the retraction cylinders 12 from a not shown Low pressure accumulator constantly acted on.
- piston-cylinder units for the Treatment can be provided, the cylinders are fixed in the upper cross member 2 and on whose piston rods are attached to the top plate 7. Also, instead of Retraction cylinder formation of the piston 6 and the cylinder 8 as a double-acting Piston-cylinder unit can be provided, the one to be provided for the retraction Ring surface on the piston 6 is then constantly applied.
- valve tappet 18 with a seat 19 on Bottom 20 of the partially hollow piston 6 cooperates.
- Valve tappet 18 is hollow and is designed for connection to a rod 23 Head end 24 provided with side channels 25 for the pressure-free pressure medium.
- a Piston-cylinder unit 26 is provided as a link of a servo control and via the Rod 23 is flexibly connected to the valve lifter 18.
- valve lifter 18 is opened by the piston of the piston-cylinder unit 26 the valve seat 19 depressed, the piston 6 and the valve lifter 18 den Drive down gear together.
- the desired forging dimension is reached, over the servo control of the pistons of the piston-cylinder unit 26 is opposite, that is acts on the valve plunger 18 away from the valve seat 19.
- By this opening of the valve reduces the working pressure above the piston 6 by the Pressure medium through the hollow valve rod 18, the side channels 25 in the head 24 of the Valve rod 18 and finally drains through the drain 17, so that the piston 6 after decompression of the pressure medium comes to a standstill. If the Valve is the upper forging tool with the top plate 7 and the piston 6 from the plunger 13 of the retraction cylinder 12 via the yokes 15 and Guide rods 14 raised.
- the forging machine shown in Figure 4 has four X-shaped in one plane arranged forging tools. It consists of a frame 40 which is made of Intermediate pieces 41 and trusses 42 are assembled by the tie rod 43 are interconnected. In each of the four traverses 42 there is one serving as a ram Piston 46 guided, which is provided with an end plate 47 with which a not shown Tool is detachably connected. Each piston 46 is guided in a cylinder 48 which in his traverse 42 is inserted. Each piston 46 is in its cylinder for the working stroke 48 can be acted upon via a pressure medium supply line 50 in the cylinder cover 51 Cylinder 48, a cylinder cover 51 and a cross member 42 are through tie rods 67 connected.
- Retraction cylinders 52 with plungers 53 are provided for the return stroke, the retraction cylinders 52 are supported in the crossbeams 42 and the plungers 53 act against yokes 55, the guide rods 54 with the end plate 47 of the associated piston 46 are connected.
- the plungers 53 are in the Retraction cylinders 52 via pressure medium supply lines 62 from a not shown Low pressure accumulator constantly acted on.
- For the return stroke and standstill of the Koiben 46 is a discharge line 57 in the cylinder cover 51 intended.
- valve lifters 58 which have seat surfaces 59 interact with the bottoms 60 of the pistons 46, which are hollow over part of their length.
- Each valve tappet 58 is guided in a with the cylinder cover 51 of the associated cylinder 48 connected hollow pin 61.
- the valve lifters 58 are hollow and at their head ends 64 with side channels designed for connection with rods 63 65 for the unpressurized pressure medium.
- Each valve lifter 58 has one Piston-cylinder unit 66 as a member of a servo control via the rods 63 flexibly connected.
- valve lifters 58 are removed from the pistons the piston-cylinder units 66 depressed on their valve seats 59, the pistons 46 and the valve lifters 58 travel the stroke together.
- the controlled stroke is via the servo control of the pistons of the piston-cylinder unit 66 applied in the opposite direction, with which the associated valve lifter 58 removed from its valve seat 59.
- the working pressure builds up over the respective piston 46 from by the pressure medium via the hollow valve lifter 58 and the side channels 65 in Head end 64 and finally flows through the discharge line 57, so that the piston 46 after Decompression of the pressure medium comes to a standstill.
- the valves open further are the pistons 46 from the plunger 53 via the yokes 55, the Guide rods 54 and the end plate 47 moves in the return stroke through their position their valve lifter 58 predetermined starting position.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hyraulisches Antriebssystem, wie es für die Stößel von Mehrstößel-Schmiedemaschinen aus der DE-A2-38 03 632 bekannt ist. Die je ein Werkzeug tragenden Stößel sind als Kolben ausgebildet, die an ihrer dem Werkzeug entgegengesetzten mit Druckmittel beaufschlagbaren Seite mit einem Ventilsitz und einer anschließenden zentralen Durchflußbohrung versehen sind, die über Seitenkanäle mit einer über eine Abflußleitung drucklos gehaltenen Kammer verbunden ist, wobei ein von einem Stellantrieb gesteuerter Ventilstößel mit dem Ventilsitz am Kolben zusammenwirkt und den Kolbenhub steuert. Die Kolben sind als Differentialkolben ausgebildet und an ihrer Kolbenringfläche ständig im Rückzugsinn vom Druckmittel beaufschlagt. Dieses Antriebssystem zeichnet sich durch hohe Dynamik und geringen baulichen Aufwand aus.The invention relates to a hydraulic drive system, as for the plunger of Multi-ram forging machines is known from DE-A2-38 03 632. The one each Tool-bearing plungers are designed as pistons on the tool opposite side with a pressure valve and a valve seat subsequent central flow hole are provided with side channels one is connected via a drain line to keep the chamber depressurized, one of an actuator-controlled valve tappet cooperates with the valve seat on the piston and controls the piston stroke. The pistons are designed as differential pistons and on their piston ring surface constantly acted upon by the pressure medium in the retreat direction. This The drive system is characterized by high dynamics and low construction costs.
Von der hohen Dynamik her ist dieses Antriebssystem geeignet zur Anwendung an schnellaufenden Schmiedepressen, die als Ersatz für Schmiedehämmer Hubzahlen von 180 bis 240 Hüben pro Minute erreichen sollten. Dem steht entgegen, daß Schmiedepressen für wesentlich größere Hübe ausgelegt sein müssen als die relativ kurzhübigen Schmiedemaschinen, womit die axiale Baulänge des Antriebssystems und die Stößelmasse sich entsprechend vergrößern.Due to its high dynamics, this drive system is suitable for use high - speed forging presses, which are used as a replacement for forging hammers Should reach 180 to 240 strokes per minute. This is opposed to the fact that Forging presses must be designed for much larger strokes than the relative short-stroke forging machines, with which the axial length of the drive system and the ram mass increase accordingly.
Aufgabe der Erfindung ist es, das aus der DE-A2-38 03 632 bekannte Antriebssystem für eine Anwendung an schnellaufenden Schmiedepressen zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Verringerung der axialen Baulänge des Antriebssystems bei Verringerung seiner Masse angestrebt und wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.The object of the invention is the drive system known from DE-A2-38 03 632 to improve an application on high-speed forging presses. To the solution this task is a reduction in the axial length of the drive system Aimed at reducing its mass and is characterized by its distinctive features of claim 1 achieved.
Die zur Lösung der Aufgabe der Erfindung angestrebte Verringerung der axialen
Baulänge des Antriebssystems wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch
eine Ausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 weitergeführt, indem die
Differentialkolbenstufe entfallen kann. The reduction in axial aimed at to achieve the object of the invention
Overall length of the drive system is according to a further feature of the invention
continued training with the features of
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiele zu entnehmen, wobei
- Figur 1
- eine Gesamtansicht einer Schmiedepresse teilweise im Schnitt, die
Figur 2- einen Ausschnitt während des Arbeitshubes und die
Figur 3- den gleichen Ausschnitt während des Rückhubes zeigen und die
- Figur 4
- eine Gesamtansicht einer Schmiedemaschine teilweise im Schnitt zeigt.
- Figure 1
- an overall view of a forging press, partly in section, the
- Figure 2
- a section during the working stroke and the
- Figure 3
- show the same section during the return stroke and the
- Figure 4
- an overall view of a forging machine partially in section.
Die Schmiedepresse besteht aus einer feststehenden unteren Traverse 1, einer ebenfalls
feststehenden oberen Traverse 2 und diese verbindenden Säulen 3. Die Traverse 1 trägt
einen Untersattel 4 dem ein beweglicher Obersattel 5 entgegensteht. Bewegt wird der
Obersattel 5 von einem Kolben 6, der mit einer Oberplatte 7 verbunden ist, an der der
Obersattel 5 befestigt ist. Ein den Kolben 6 führender Zylinder 8 ist fest in die obere
Traverse 2 eingesetzt und zur Führung des Kolbens 6 mit einer Büchse 9 versehen. Zum
Arbeitshub ist der Kolben 6 im Zylinder 8 beaufschlagbar über eine Druckmittelzuleitung
10 im Zylinderdeckel 11. Der Zylinder 8 und der Zylinderdeckel 11 sind durch Zuganker
27 mit der oberen Traverse 2 verbunden. Zum Rückhub sind Rückzugzylinder 12 mit
Plungerkolben 13 vorgesehen, wobei sich die Rückzugzylinder 12 in der oberen
Traverse 2 abstützen und die Plungerkolben 13 gegen Joche 15 wirken. Vorzugsweise
sind die Plungerkolben 13 in den Rückzugzylindern 12 aus einem nicht dargestellten
Niederdruckspeicher ständig beaufschlagt.The forging press consists of a fixed lower traverse 1, also one
fixed
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel könnten Kolben-Zylinder-Einheiten für den
Rückzug vorgesehen sein, deren Zylinder in der oberen Traverse 2 befestigt sind und an
deren Kolbenstangen die Oberplatte 7 angehängt ist. Auch könnte anstelle der
Rückzugzylinder eine Ausbildung des Kolbens 6 und des Zylinders 8 als doppeltwirkende
Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein, wobei die für den Rükzug vorzusehende
Ringfläche am Kolben 6 dann ständig beaufschlagt ist. Deviating from the exemplary embodiment, piston-cylinder units for the
Retreat can be provided, the cylinders are fixed in the
Zur Führung der Oberplatte 7 ist diese mit Führungsstangen 14 versehen, die an ihren
freien Enden durch Joche 15 verbunden und von Buchsen 16 in der oberen Traverse 2
geführt sind. Für das beim Stillstand und Rückhub drucklos ablaufende Druckmittel ist im
Zylinderdeckel 11 eine Ableitung 17 vorgesehen.To guide the
Gesteuert wird der Pressenhub von einem Ventilstößel 18 der mit einer Sitzfläche 19 am
Boden 20 des teilweise hohl ausgeführten Kolbens 6 zusammenwirkt. Geführt ist der
Ventilstößel 18 in einem mit dem Zylinderdeckel 11 verbunenen Hohlzapfen 21. Der
Ventilstößel 18 ist hohl und an seinem zur Verbindung mit einer Stange 23 ausgebildeten
Kopfende 24 mit Seitenkanälen 25 für das drucklose Druckmittel versehen. Eine
Kolben-Zylinder-Einheit 26 ist als Glied einer Servosteuerung vorgesehen und über die
Stange 23 mit dem Ventilstößel 18 biegeelastisch verbunden.The press stroke is controlled by a valve tappet 18 with a
Zum Arbeitshub wird der Ventilstößel 18 vom Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 26 auf
den Ventilsitz 19 niedergedrückt wobei der Kolben 6 und der Ventilstößel 18 den
Abwärtsgang gemeinsam fahren. Mit Erreichen des gewollten Schmiedemaßes wird über
die Servosteuerung der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 26 entgegengesetzt, also
aufwärts beaufschlagt womit sich der Ventilstößel 18 vom Ventilsitz 19 entfernt. Durch
diese Öffnung des Ventils baut sich der Arbeitsdruck über dem Kolben 6 ab, indem das
Druckmittel durch die hohle Ventilstange 18, die Seitenkanäle 25 im Kopf 24 der
Ventilstange 18 und schließlich duch die Ableitung 17 abfließt, so daß der Kolben 6 nach
der Dekrompression des Druckmittels zum Stillstand kommt. Bei weiterer Öffnung des
Ventils wird das obere Schmiedewerkzeug mit der Oberplatte 7 und dem Kolben 6 von
den Plungerkolben 13 der Rückzugzylinder 12 über die Joche 15 und die
Führungsstangen 14 angehoben.For the working stroke, the
Die in Figur 4 dargestellte Schmiedemaschine weist vier in einer Ebene X-förmig
angeordnete Schmiedewerkzeuge auf. Sie besteht aus einem Rahmen 40, der aus
Zwischenstücken 41 und Traversen 42 zusammengesetzt ist, die durch Zuganker 43
miteinander verbunden sind. In jeder der vier Traversen 42 ist ein als Stößel dienender
Kolben 46 geführt, der mit einer Stirnplatte 47 versehen ist, mit der ein nicht dargestelltes
Werkzeug lösbar verbunden ist. Geführt ist jeder Kolben 46 in einem Zylinder 48, der in
seine Traverse 42 eingesetzt ist. Zum Arbeitshub ist jeder Kolben 46 in seinem Zylinder
48 beaufschlagbar über eine Druckmittelzuleitung 50 im Zylinderdeckel 51. Jeweils ein
Zylinder 48, ein Zylinderdeckel 51 und eine Traverse 42 sind durch Zuganker 67
verbunden. Zum Rückhub sind Rückzugzylinder 52 mit Plungerkolben 53 vorgesehen,
wobei sich die Rückzugzylinder 52 in den Traversen 42 abstützen und die Plungerkolben
53 gegen Joche 55 wirken, die durch Führungsstangen 54 mit der Stirnplatte 47 des
zugehörigen Kolbens 46 verbunden sind. Die Plungerkolben 53 sind in den
Rückzugzylindern 52 über Druckmittelzuleitungen 62 aus einem nicht dargestellten
Niederdruckspeicher ständig beaufschlagt. Für das beim Rückhub und Stillstand der
Koiben 46 drucklos ablaufende Druckmittel ist im Zylinderdeckel 51 eine Ableitung 57
vorgesehen.The forging machine shown in Figure 4 has four X-shaped in one plane
arranged forging tools. It consists of a
Zur Führung der Stirnplatten 47 sind diese mit Führungsstangen 54 versehen, die an
ihren freien Enden mit den Jochen 55 verbunden und von Büchsen 56 in der
zugehörigen Traverse 42 geführt sind.To guide the
Gesteuert wird der Hub der Kolben 46 von Ventilstößeln 58, die mit Sitzflächen 59 an
den Böden 60 der auf einen Teil ihrer Länge hohl ausgeführten Kolben 46 zusammenwirken.
Geführt ist jeder Ventilstößel 58 in einem mit dem Zylinderdeckel 51 des
zugehörigen Zylinders 48 verbundenen Hohlzapfen 61. Die Ventilstößel 58 sind hohl und
an ihren zur Verbindung mit Stangen 63 ausgebildeten Kopfenden 64 mit Seitenkanälen
65 für das drucklose Druckmittel versehen. Jeder Ventilstößel 58 ist mit einer
Kolben-Zylinder-Einheit 66 als Glied einer Servosteuerung über die Stangen 63
biegeelastisch verbunden. Zum Arbeitshub werden die Ventilstößel 58 von den Kolben
der Kolben-Zylinder-Einheiten 66 auf ihre Ventilsitze 59 niedergedrückt, wobei die Kolben
46 und die Ventilstößel 58 den Hubweg gemeinsam fahren. Mit Erreichen des
angesteuerten Hubweges wird über die Servosteuerung der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit
66 entgegengesetzt beaufschlagt, womit sich der zugehörige Ventilstößel 58
von seinem Ventilsitz 59 entfernt. Durch diese Öffnung des aus Ventilstößel 58 und
Ventilsitz 59 gebildeten Ventils baut sich der Arbeitsdruck über dem jeweiligen Kolben 46
ab, indem das Druckmittel über den hohlen Ventilstößel 58 und die Seitenkanäle 65 im
Kopfende 64 und schließlich über die Ableitung 57 abfließt, so daß der Kolben 46 nach
Dekompression des Druckmittels zum Stillstand kommt. Bei weiterer Öffnung der Ventile
werden die Kolben 46 von den Plungerkolben 53 über die Joche 55, die
Führungsstangen 54 und die Stirnplatte 47 im Rückhub bewegt in ihre durch die Stellung
ihres Ventilstößels 58 vorgegebene Ausgangslage.The stroke of the
Claims (4)
- A hydraulic drive system for a ram, carrying a tool, of a forging press or forging machine, which is implemented as a piston (6, 46) and is provided on the side opposite the tool, which can have a pressure means applied to it, with a valve seat (19, 59), a valve lifter (18, 58), which acts together with the valve seat (19, 59), controlled by an adjustment drive (26, 66), and a depressurized outlet line (17, 57) to the cylinder cavity, which can be closed by the valve composed of the valve seat (19, 59) and valve lifter (18, 58), with the piston (6, 46) being implemented as partially hollow from its side opposite the tool, and the valve lifter (18, 58) being guided so that it is axially adjustable in the cylinder cover (11, 51), characterized in that the piston (6, 46) is provided at the base (20, 60) of the hollow with the valve seat (19, 59) and the valve lifter (18, 58) is implemented as tube-shaped and is provided with side channels (25, 65) connecting the inner cavity of the ram with a chamber in the cylinder cover (11, 51), which surrounds the valve lifter (18, 58) and is kept depressurized via an outlet line (17, 57).
- The hydraulic drive system according to claim 1, characterized in that the piston (6, 46) is implemented as a plunger piston and is connected on the tool side with an upper plate (7)/faceplate (47) carrying a tool, which is guided in the tiebar (2, 42) by guide rods (14, 54) and effects the return of the plunger piston (6, 46) via the piston (13, 53) cylinder (12, 52) units supported on the tiebar (2, 42).
- The hydraulic drive system according to claim 2, characterized in that four guide rods (14, 54) are provided, which are connected in pairs above the tiebar (2, 42) by yoke pieces (15, 55), between which and the tiebar (2, 42), the piston (13, 53) cylinder (12, 52) units for the return are located.
- The hydraulic drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the return pistons (13, 53) continuously have an accumulator applied to them in a non-driven way in their cylinders (12, 52) during the forging operations.
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